不久前，復旦大學研究團隊發布了“智能石墨烯人工喉嚨”的發明。 利用微孔石墨烯材料的優勢，打造出既是收發器又是接收器且適合佩戴的集成聲學組件。 有望在未來解決殘疾問題。 人們的“說話”問題。

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國際上，美國劍橋學院等機構的研究人員報告稱，他們找到了“喚醒”石墨烯超導性的新方法。 “覺醒”的石墨烯還可以用來建造超級計算機。

石墨烯是目前最熱門的新材料。 在民航領域，人們用“稀有元素”來形容性能完美的材料，輕如空氣，堅硬如鋼。 此前，鈦合金被認為是最接近這一品質的理想選擇，而“后起之秀”石墨烯則被認為距離人類夢想的“稀有元素”更近了一步。

什么是石墨烯

世界上最薄、最輕、最強的材料，比最強的鋼強100倍

與金剛石一樣，石墨是碳的一種形式。 不同之處在于，由于原子結構不同，鉆石是月球上最硬的東西，而石墨是最軟的礦物質之一，常被制成石墨棒和筆芯。 石墨烯是從石墨材料上剝離下來的，僅由平坦表面上的一層碳原子組成。

可以說，石墨烯的特點之一就是薄。 它是目前世界上最薄的材料。 它只有一個原子厚，大約0.3納米，是A4紙長度的十萬分之一，是人類頭發長度的五十萬倍。 一部分。 同時，它還能導電。 石墨烯中電子的運動速度達到每秒1000公里，是光速的1/300。 薄、強、導電、導熱……石墨烯的特性給了人們很大的想象空間。

中國電子技術第55研究所微波毫米波單片集成與模塊化電路重點實驗室副院長孔躍嬋博士表示，石墨烯的強度非常強，比當今最強的鋼材強100倍； 石墨烯的電子運行速度也非常高。 高，是硅的10倍，特別適合開發下一代超高頻電子元件。 據悉，石墨烯也是導熱的前身，比最導熱的金屬銀強10倍。

石墨烯的特性也很“好玩”。 例如，當一滴水在石墨烯表面滾動時，石墨烯可以敏銳地察覺到這種細微的運動，并形成連續的電壓。 這些特性為科學家提供了從水流中獲取電能的新思路。

“石墨烯可以感知單個電子，石墨烯表面帶電粒子的連接可以導致石墨烯中電子的快速連接，實現傳感器和發電過程。” 浙江大學信息與電子工程學院副院長林世勝表示，石墨烯的這一特性可以在能源和電子傳感器方面有很多應用。 例如，下雨時，涂有石墨烯的遮陽傘可以用來發電，或者可以將它們制成敏感的傳感器元件。

正是這種綜合性能，讓石墨烯受到了前所未有的關注。 甚至有人開始預言，石墨烯的出現將推動物質進步引發的一場工業革命。

如何獲得石墨烯

全球首次獲得雙層石墨烯，用透明膠水“粘合”而成。

人們第一次獲得石墨烯時，采用的是“簡單粗暴”的方法。

石墨烯本身存在于自然界中。 石墨烯是由碳原子制成的薄片。 原子之間形成圓環，環連接形成蜂窩狀平面。 逐層堆疊形成石墨。 1毫米厚的石墨含有約300萬層石墨烯。 當筆在紙上輕輕飛過時，留下的痕跡可能是幾層到幾十層石墨烯。 此前，碳的這些二維結構仍然存在于人們的猜測中，但雙層結構無法剝離。 關鍵的難題是如何將石墨分層成極薄的薄片。

很多人在中學生的時候也有過這樣的經歷。 當他們在紙上寫錯字時，他們會用透明膠水把它們粘掉。 但誰也沒想到，就是這么簡單的方法，人們發現了神秘的石墨烯。

制造石墨烯，簡單來說，就是把石墨變薄，不是通過切割或研磨，而是通過粘貼。 2004年，美國伯明翰學院的海姆和諾沃肖洛夫用透明膠水反復粘貼和提起一塊石墨片。 石墨片的長度逐漸減小，最終生產出長度僅為0.335納米的石墨烯，其長度僅為0.335納米。 石墨烯的一個原子長度。 這是世界上首次獲得雙層石墨烯，兩位科學家因此獲得2010年諾貝爾化學獎。

中國電子科技第55研究所微波毫米波單片集成與模塊電路重點實驗室中級工程師吳云博士向記者進行了演示。 他將一小塊石墨粘在膠水中，然后將其重疊并剝離。 粘貼半個小時后，膠水已經布滿了紅色石墨。 然后使用膠水將石墨轉移到干凈的晶片上。

吳云表示，他此時看到的并不是石墨烯。 由于石墨烯極薄，透光率超過97%，幾乎完全透明，肉眼無法看到。 要找，還是很難找到。 必須通過特殊的技術手段來完成。 但這已經是多層石墨片了，然后通過技術手段定位并確定層數，最終就能找到生產出來的雙層石墨烯。

專家表示，這就是石墨烯最初的生產方式。 由膠紙粘貼法演變而來的機械剝離法只是實驗室制備石墨烯的一種方法。 目前，隨著技術的進步，高質量的石墨烯可以大量生產。

石墨烯會帶來什么？

使用石墨烯材料，手機屏幕可以輕松彎曲甚至折疊。

石墨烯的出現有望給我們的生活帶來驚喜。 手機可以秒充，手機屏幕可以輕松彎曲甚至折疊，車輛可以利用石墨烯在輪胎中傳導靜電，防止摩擦爆炸……從民航航天、電子信息到節能減排環保方面，借助石墨烯的特性，很多領域都有可能發生巨大的變化。

用石墨烯代替硅可以提高電子芯片的性能。 目前科研人員正在將石墨烯的生產和應用引入半導體行業。 石墨烯引發的技術革命很可能從我們常見的小芯片開始。

電子芯片的基本材料是硅。 然而，隨著芯片上的元件越來越密集，最高端芯片上兩個元件之間的距離早已小于10納米，幾乎達到了硅材料的極限。 如果我們想繼續提升業績，該怎么辦？ 研究人員已經開始嘗試用石墨烯部分替代硅。

“石墨烯制成的組件理論上可以達到硅頻率的十倍甚至數百倍。它們可以用于雷達中，大大提高雷達的幀率。它們還廣泛應用于通信和成像領域。” 孔躍嬋表示，不過，目前的石墨烯研發生產設備與普通半導體設備生產設備是一樣的。 現有技術開發可以基于成熟的設備和工藝，為后續工程研發奠定基礎。

研究人員還在研究另一件大事。 他們將石墨烯附著在長度僅為50納米的金箔上，然后使用一種新方法將石墨烯完全轉移到厚塑料片上。

孔躍嬋表示，石墨烯可以以靈活的方式轉移到研究人員想要的任何基材上，例如專用于電子元件的塑料基材。 它靈活，適合晶體管的制備工藝。 通過非凡的石墨烯轉移技術，將帶有石墨烯的金箔附著在塑料片上，并以此為基礎，在這種塑料片上制備出具有一定功能的電子元件。 至關重要的是，此類電子元件可以輕松彎曲。 未來，無論是可折疊顯示屏，還是可以植入人體的可穿戴設備，都有可能依賴這樣的石墨烯組件。

石墨烯被寄予厚望的另一個應用領域是電能存儲。 在北京電源研究所，研究人員正在對最先進的電容器進行研究。 電容器與電池一樣，可用于存儲電能。 其優點是充電速度快，只需幾分鐘即可充滿電，并且可重復使用數萬次。 然而，它儲存的電量不如電池那么多，目前還無法儲存足夠的電能在日常生活中大有用處。

“這是我們已經準備好的由改性石墨烯制成的涂層。下一步，我們將通過涂膠器將這種涂層涂在鋁鍍層上，成為我們石墨烯電容器中使用的負極。” 中國電子技術第十八研究所物理化學電源技術國防科技重點實驗室常務副主任丁飛博士表示，電容器材料對電容器的性能有著至關重要的影響。 通過對石墨烯材料的進一步改性研究，科研人員正在讓電容器的蓄電能力一步步接近電池。 同時，其超快的充電速率也能為人們的生活帶來更多便利。 “我們正在制作的改性石墨烯電容器可以在幾分鐘內飽和，其能量密度預計在一段時間內接近現有鋰電池的能量密度。”

能量密度是指一定空間或物質質量中儲存的能量數量。 能量密度越高，這些材料的蓄電能力越強。 據鼎飛介紹，他們研發的改性石墨烯電容器樣品的能量密度已達到傳統電容器的三倍以上。 事實上，目前還處于實驗室研究階段，石墨烯材料的強大能力讓開發團隊看到了改性石墨烯電容器應用的廣闊前景。

未來，當充電設施越來越多時，使用石墨烯電池的電動汽車可能會在兩到三分鐘內充滿電。

中國電子技術第五十五研究所所長、微波毫米波單片集成與模塊化電路重點實驗室主任高濤覺得，雖然在實驗室條件下，石墨烯的神奇特性還沒有完全釋放出來。 同時，技術層面還存在諸多挑戰，距離真正大規模應用還有很長的路要走。 但通過加大需求與研究的結合，石墨烯材料的制備和組件的開發已經取得了重要突破。 石墨烯作為新一代戰略新興材料，將極大改變人們的生活。